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等温核酸扩增 |
等温核酸扩增技术 (INAATs) 是一种可替代 PCR 进行核酸扩增的技术,快速且无需热循环,可在恒定温度下对核酸进行指数扩增。每种等温核酸扩增技术利用特定的酶和反应条件,但均需要使用具有链置换活性的聚合酶。DNA 聚合酶 (如 Bst DNA 聚合酶、Klenow exo-以及 Phi29 (EquiPhi29)) 具有快速且强烈的链置换活性,适合用于等温核酸扩增。
等温扩增技术的逐渐广泛使用推动了分子诊断试剂开发领域的新进展。基于 INAATs 的分子诊断试剂在即时检测 (POC) 、基于实验室和基于现场的诊断试剂开发中起着重要作用。INAATS 具有快速的周转时间,样品处理过程简单,因此成为传染病和遗传疾病诊断试剂的常用开发工具。许多下一代诊断设备采用 INAAT 技术在床旁进行即时检测 (POCT)。在 COVID-19 大流行期间,等温扩增技术之一的环介导等温扩增技术 (LAMP) 成为快速检测 SARS-CoV-2 的常用方法。
目前有许多等温核酸扩增技术可供选择。点击下面的每个折叠栏,查看每种技术的图示和说明。
LAMP 基于链置换反应,在等温条件下形成茎环结构,可对 DNA 或 RNA (结合反转录酶时) 进行扩增。其使用 Bacillus stearothermophilus DNA 聚合酶 (Bst DNA 聚合酶) 和一套 4 - 6 个经专门设计的引物,这些引物与靶标 DNA 序列的 6 或 8 个不同部分结合。
滚环扩增是一种将短 DNA 或 RNA 引物扩增成长单链 DNA 或 RNA 的等温扩增技术,使用环状 DNA 作为模板和具有链置换活性的 DNA 聚合酶 (如 Phi29 DNA 聚合酶) 。RCA 生成一个串联体,包含与环状模板互补的多个串联重复序列。
多重置换扩增 (MDA) 是使用最广泛的全基因组扩增 (WGA) 技术,其利用链置换 DNA 聚合酶(如 Phi29 聚合酶)和随机六聚体引物在等温条件下对基因组进行扩增。
RPA 是一种在较低温度下进行等温扩增的方法,其基于由多种重组酶、单链结合蛋白和链置换 DNA 聚合酶介导的链侵入。
解旋酶依赖性扩增等温扩增方法之一,利用解旋酶解旋双链 DNA ,使用 Bst DNA 聚合酶等链置换 DNA 聚合酶进行引物退火和延伸。
基于核酸序列的扩增是一种 RNA 扩增技术,基于反转录酶的初始靶标延伸和 RNA 聚合酶 (如 T7 RNA 聚合酶) 随后介导的转录物生成。NASBA 反应需要等温条件和额外的 RNase H 酶,用于在 RNA/DNA 杂交体中降解 RNA 链。
图 6.基于核酸序列的扩增(NASBA)。 参考文献:Compton J. (1991) Nucleic acid sequence-based amplification.Nature 350(6313):91-92.
转录介导的扩增是一种利用两种酶(反转录酶和 T7 RNA 聚合酶)针对 RNA 进行等温扩增的技术。其与 NASBA 的主要区别是所用反转录酶是否具有内在 RNase H 活性(在 RNA/DNA 杂交体中降解 RNA 链)。
链置换扩增结合了限制性内切酶的切割作用和聚合酶的链置换活性。反复的切割和延伸可使靶标 DNA 进行指数级扩增。
指数扩增反应是一种在等温条件下扩增短寡核苷酸的技术。该反应由 DNA 触发,通过使用切刻酶和链置换聚合酶,可以重复且指数级地进行进一步扩增。
等温扩增方法是传统实验室核酸扩增方法的重要替代。传统核酸扩增方法需要依赖昂贵的扩增设备和连续循环扩增方案来扩增目标靶标。表 1将不同等温核酸扩增技术进行了比较。
技术 | 反应温度 | 反应时间 | 引物 | 扩增子大小 | 检测方法 |
---|---|---|---|---|---|
LAMP 环介导等温扩增 | 60-65 °C | 15-60 分钟 | 4-6 个引物 | >20 kb | 荧光法,比色法,浊度法,侧流法 |
MDA 多重置换扩增 WGA 全基因组扩增 | 30-40 °C | 60-180 分钟 | 随机六聚体引物 | 无限制 | 荧光法,比色法 |
RPA 重组酶聚合酶扩增 | 37 °C | 30-60 分钟 | 2 个引物 | <1 kb | 荧光法,侧流法 |
HDA 解旋酶依赖性扩增 | 65 °C | 90分钟 | 2 个引物 | ~150 nt | 荧光法,比色法,侧流法 |
NASBA 基于核酸序列的扩增 | 40-50 °C | 60 分钟 | 2 个引物 | ~150 nt | 荧光 |
TMA 转录介导的扩增 | 40–55 °C | 30-90 分钟 | 2 个引物 | ~150 nt | 荧光法,化学发光法 |
RCA 滚环扩增 | 30-65 °C | 60-90 分钟 | 1 个引物 | ~150 nt | 荧光法,比色法,浊度法 |
EXPAR 指数扩增反应 | 55-60 °C | <30 min | DNA 触发 | ~120 nt | 荧光法,比色法 |
SDA 链置换扩增 | 30–55 °C | 120 分钟 | 4 个引物 | ~100 nt | 荧光 |
用于等温核酸扩增的酶可以根据体积,浓度,甘油含量以及配方和反应缓冲液中的其他组分进行定制。有关我们的定制产品商业供应的信息,请访问 www.thermofisher.com/mdx 或 联系我们。
产品名称 | 适用的等温核酸扩增技术 |
---|---|
Lyo-ready Bst DNA 聚合酶 | LAMP, HDA, EXPAR, RCA, RPA |
SuperScript IV RT-LAMP 预混液 | LAMP |
SuperScript IV 反转录酶和其他反转录酶 | LAMP , NASBA , TMA |
T7 RNA 聚合酶 | NASBA , TMA |
RNA 酶抑制剂 | LAMP,NASBA,TMA |
RNase H | NASBA. |
Phi29 DNA 聚合酶 | MDA , WGA , RCA |
EquiPhi29 DNA 聚合酶 | MDA,WGA,RCA |
Klenow 片段 (exo-) | SDA |
Lyo-ready T4 UvsX * | RPA |
Lyo-ready T4 UvsY * | RPA |
Lyo-ready T4 Gene 32 * | RPA |
*与我们联系,了解更多信息或索取样品。
我们专注于为您的诊断试剂开发提供原材料。我们所有的酶均以液体形式提供;常规酶在储存缓冲液配方中含有甘油。我们不提供干粉酶或冻干服务。
当开发便携且室温稳定的诊断试剂时,可冻干形式的酶就非常有用。可冻干酶可保持常规酶拥有的所有特性,如可重复性,灵敏度和特异性。
SuperScript IV RT-LAMP 预混液可供商业化使用,并经优化可在 LAMP 和 RT-LAMP 中获得出色结果。SuperScript IV RT-LAMP 预混液仅以含甘油形式提供。
不过,该预混液的组分(SuperScript IV 反转录酶、Bst DNA 聚合酶和 RNaseOUT RNase 抑制剂)可以可冻干的形式提供。这些组分以无甘油形式提供,且可根据需求进行进一步定制。
等温扩增方法快速而强劲,但它们通常会发生非特异性扩增,从而导致假阳性结果。为了确保获得可靠的检测结果和控制非特异性扩增:
仅供科研使用,不可用于诊断目的。